Stromgestehungskosten (LCOE) erklärt: So vergleichst du Stromkosten jeder Quelle

Ein Solarpark kostet fast alles am ersten Tag und läuft dann 30 Jahre lang mit kostenlosem Sonnenlicht. Ein Gaskraftwerk ist billiger im Bau, braucht aber in jeder Betriebsstunde Brennstoff. Ein Kernreaktor braucht ein Jahrzehnt bis zur Fertigstellung und läuft dann 60 Jahre. Um sie auf eine Zahl zu bringen, rechnet die Branche mit den Stromgestehungskosten (LCOE): den mittleren Kosten pro Energieeinheit über die gesamte Lebensdauer eines Kraftwerks, wobei künftiges Geld auf heute abgezinst wird. Hier findest du die Formel, zwei Rechenbeispiele, die wichtigsten Eingangsgrößen und das, was LCOE nicht verraten.

Was die Stromgestehungskosten messen

LCOE beantworten eine Frage: Welchen konstanten Preis pro MWh müsste ein Kraftwerk in jedem Jahr seiner Lebensdauer erhalten, um genau alle Kosten einschließlich einer Zielrendite auf das Kapital zu decken? Ein Projekt, das Strom über seinen LCOE verkauft, übertrifft seine geforderte Rendite. Liegt der Preis darunter, verliert es Geld.

Angegeben werden sie in Geld pro Energieeinheit: €/MWh, $/MWh oder Cent pro kWh (1 €/MWh = 0,1 ct/kWh). Wenn dir die Einheiten unklar sind, lies zuerst kW und kWh.

Die Formel

Der Knackpunkt: Auch die Energie wird abgezinst. Eine MWh „verliert“ physikalisch keinen Wert. Die Abzinsung der Energie folgt schlicht aus der Bedingung, dass der konstante Preis mal der abgezinsten Energie die abgezinsten Kosten ergeben muss.

Die Kurzfassung mit dem Kapitalwiedergewinnungsfaktor

Wird das Kapital am Anfang ausgegeben und bleiben Erzeugung sowie Betriebs- und Wartungskosten ungefähr konstant, schrumpft die Formel zu einer Annuität:

Der Kapitalwiedergewinnungsfaktor (CRF) macht aus einer Einmalsumme die gleich hohe Jahreszahlung, die sie samt Zinsen über N Jahre zurückzahlt, genau wie bei einem Hypothekenkredit. Bei 6 % über 25 Jahre gilt CRF ≈ 0,0782, bei 8 % über 25 Jahre ≈ 0,0937.

Rechenbeispiel 1: ein Solarpark

Nimm einen Solarpark mit 100 MWac in Südeuropa:

Ohne Degradation (etwa 0,4 % pro Jahr) fällt das Ergebnis etwas zu niedrig aus; ein vollständiges Jahr-für-Jahr-Modell käme auf rund 1–2 €/MWh mehr. Der Wert liegt in den Bereichen, die die jüngsten Berichte von IRENA und Lazard für Solarparks an guten Standorten angeben.

Jetzt änderst du jeweils eine Eingangsgröße:

Bei kapitalintensiven Erneuerbaren bewegen Kapazitätsfaktor und Kapitalkosten das Ergebnis weit stärker als kleine Unterschiede beim Anlagenpreis. (Siehe Was der Kapazitätsfaktor bedeutet.)

Rechenbeispiel 2: ein GuD-Kraftwerk

Ein GuD-Kraftwerk mit 500 MW:

Brennstoff und CO₂ machen rund 80 % der Kosten aus. Verdoppelt sich der Gaspreis auf 70 €/MWh, wie in Europa über weite Strecken des Jahres 2022, springen die LCOE auf etwa 166 €/MWh. Eine Verdopplung des Diskontsatzes bewegt sie dagegen kaum. Auf diese Asymmetrie läuft jeder Vergleich zwischen Erneuerbaren und fossilen Kraftwerken hinaus: Die einen hängen an den Zinsen, die anderen an den Brennstoffmärkten. Sie erklärt auch, warum Strompreise in die Höhe schießen, wenn Gas teurer wird.

Rechne beide Beispiele mit deinen eigenen Zahlen im LCOE-Rechner nach.

Typische Bereiche der Stromgestehungskosten

Veröffentlichte Bereiche sind breit, weil sich die Eingangsgrößen von Land zu Land stark unterscheiden. Die Tabelle zeigt die Struktur der Kosten, keine genauen Zahlen. Aktuelle Werte in deiner Währung findest du in der jüngsten Ausgabe von IRENA, Lazard oder NREL.

Zur Orientierung: Laut IRENA-Bericht Renewable Power Generation Costs in 2023 sind die gewichteten mittleren LCOE neu in Betrieb genommener Solarparks weltweit zwischen 2010 und 2023 um rund 90 % gesunken, und der Großteil der in jenem Jahr zugebauten Solar- und Windkraft an Land war günstiger als die fossile Alternative. Auch die jährliche LCOE+-Analyse von Lazard für die USA sieht Solarparks und Windkraft an Land ohne Förderung am unteren Ende der Spanne, neue Kernkraft und Gas-Spitzenlastkraftwerke am oberen. Die Kosten der Offshore-Windkraft sind in den 2010er-Jahren stark gefallen, 2022–2024 mit höheren Zinsen und Teuerung in den Lieferketten aber wieder gestiegen (siehe Offshore-Windkraft erklärt).

Den Diskontsatz wählen

Keine Eingangsgröße sorgt für mehr Streit als der Diskontsatz, und er kann die Rangfolge glatt umkehren.

• Real oder nominal. Ein realer Zinssatz enthält keine Inflation und passt zu Kosten in konstanten Preisen. Ein nominaler Zinssatz enthält Inflation und passt zu steigenden Kosten. Beides zu mischen ist ein häufiger Fehler.
• WACC. Für ein kommerzielles Projekt ist der richtige Satz der gewichtete durchschnittliche Kapitalkostensatz, eine Mischung aus Kreditzinsen und der Eigenkapitalrendite, die Investoren verlangen. Bei Erneuerbaren in OECD-Ländern lag er oft bei etwa 4–8 % real. In Schwellenländern kann er doppelt so hoch sein, und die IEA nennt die Finanzierungskosten immer wieder als größtes Hindernis für billigen sauberen Strom in Entwicklungsländern.
• Sozialer Diskontsatz. Staatliche Studien nehmen manchmal 3–5 %, um die Zeitpräferenz der Gesellschaft abzubilden. Der Bericht Projected Costs of Generating Electricity 2020 von IEA und NEA weist Ergebnisse bei 3 %, 7 % und 10 % aus, genau aus diesem Grund: Die Wahl ändert die Antwort.

Mach es dir zur Gewohnheit, LCOE immer zusammen mit dem verwendeten Diskontsatz anzugeben und mindestens zwei Werte durchzurechnen.

Was die Stromgestehungskosten ausblenden

LCOE messen die Kosten am Kraftwerk. Einiges, was für ein ganzes Stromsystem zählt, lassen sie bewusst außen vor:

1. Zeitpunkt und Wert. Eine MWh an einem Winterabend um 19 Uhr ist mehr wert als eine an einem sonnigen Maisonntag um 13 Uhr. Je mehr Solar die Mittagsstunden füllt, desto niedriger fällt der Marktpreis aus, den es erzielt (der „Kannibalisierungseffekt“). Die wertbereinigten LCOE der IEA (VALCOE) rechnen Energie-, Kapazitäts- und Flexibilitätswert hinzu, um das zu korrigieren.
2. Integrationskosten. Bei hohen Anteilen brauchen schwankende Erneuerbare Ausgleich, Reserven, Speicher oder Netzverbindungen; regelbare Kraftwerke brauchen davon weniger. Diese Kosten sind real, gehören aber zum Gesamtsystem und nicht zu einem einzelnen Kraftwerk.
3. Netzkosten. Manche Länder rechnen die Übertragung aus abgelegenen Wind- oder Solarregionen oder die Exportkabel auf See mit ein, andere nicht.
4. Externe Effekte. Luftverschmutzung und Klimaschäden bleiben außen vor, solange kein CO₂-Preis hinzukommt. Selbst dann liegt ein CO₂-Preis von 70 €/t möglicherweise unter den Schätzungen der sozialen Kosten von CO₂.
5. Risiko. Der Diskontsatz erfasst Brennstoffpreisschwankungen, Baukostenüberschreitungen und politische Änderungen nur teilweise.

Für Speicher gibt es die entsprechende Kennzahl LCOS (Levelised Cost of Storage). Sie teilt die Lebenszeitkosten durch die über die Lebensdauer entladene Energie und muss Ladekosten und Speicherverluste einschließen (siehe den Ratgeber Heimspeicher).

Stromgestehungskosten für Hausbesitzer

Eine Dachanlage funktioniert genauso. Verteil Anschaffungspreis und Wartung auf die Erzeugung über die Lebensdauer, zinse ab und vergleiche das Ergebnis mit dem Haushaltstarif, den du dir sparst, und mit dem Preis, den du für eingespeisten Strom bekommst. Eine Anlage mit 6 kWp für 6.600 €, die über 25 Jahre 7.300 kWh im Jahr erzeugt, kommt bei 4 % Diskontsatz (CRF ≈ 0,064) und 60 €/a Wartung auf etwa (6.600 × 0,064 + 60) / 7.300 ≈ 0,066 €/kWh. Das liegt weit unter einem Haushaltsstrompreis von 0,25 €/kWh, aber nur knapp über einer Einspeisevergütung von 0,06 €/kWh. Die Amortisation hängt also am Eigenverbrauch, nicht an der Einspeisung. Der Solarrechner und der Net-Metering-Rechner rechnen das Jahr für Jahr durch.

Das Wichtigste in Kürze

• LCOE = abgezinste Lebenszeitkosten ÷ abgezinste Lebenszeitenergie. Es ist der konstante Preis, bei dem das Kraftwerk gerade kostendeckend arbeitet.
• Bei Erneuerbaren und Kernkraft entscheiden Kapitalkosten, Kapazitätsfaktor und Diskontsatz über das Ergebnis, bei Gas und Kohle die Brennstoff- und CO₂-Preise.
• Gib immer den Diskontsatz an und prüf die Empfindlichkeit.
• LCOE vergleichen Kraftwerke, keine Systeme. Bezieh Zeitpunkt, Flexibilität und Netz mit ein, bevor du einen Sieger ausrufst. Echte nationale Strommixe findest du in unseren Länderprofilen und Ranglisten.

Die Zahlen in diesem Ratgeber sind typische Bandbreiten aus den genannten Quellen. Deine eigenen Werte hängen von Standort, Preisen und Ausstattung ab. Für standortgenaue Schätzungen nutzt du am besten die verlinkten Rechner.